地基遙感垂直觀測系統
●采用方艙結構設計,通過集成測風激光雷達、微波輻射計等遙感設備,構建起從地面至高空不同高度的垂直大氣溫度、濕度、風向、風速、云等連續觀測體系
●拳頭產品測風激光雷達的風速探測精度在每秒0.5米以內,距離分辨率最小為15米,并且數據能實現一分鐘內更新一次
強對流協同觀測及應用系統
●接入黑龍江省多部天氣雷達數據,對賽場周圍天氣輸出立體網格化數據,協同不同天氣雷達進行觀測,從而產生更全面、高精度、廣范圍的天氣探測數據
●探測范圍達到百米級,不僅能測到當下的氣象情況,還能助力預測未來發展方向和趨勢
2月10日,在單板滑雪女子大跳臺比賽中,熊詩芮斬獲四川運動員在亞冬會歷史上的首枚金牌。運動健兒披荊斬棘的賽場也是氣象保障的競技場,“四川智造”同樣閃耀——高精尖氣象雷達設備助力打造“分鐘級、百米級”精準預報體系,為賽場天氣“把脈”,為賽事保駕護航。
“根據現場保障團隊傳回的圖像和數據來看,目前設備運行狀況良好。”成都遠望未來雷達科技股份有限公司(以下簡稱遠望未來)雷達系統總設計師舒偉說。去年12月,公司將地基遙感垂直觀測系統和強對流協同觀測及應用系統等部署在哈爾濱,并在開幕式和賽事正式開始前,反復對設備及系統進行檢測和調試,確保萬無一失。
雷達系統協同發揮作用
亞冬會為何需要氣象雷達保障?記者了解到,在亞冬會賽事中,雪上項目占一半以上,如高山滑雪、跳臺等項目要求速度和技巧,所在競賽場館大多處在地形復雜的山區,易發生雨雪霧等自然現象。
“風向、風速及溫濕度等氣象因素變化可能會影響運動員的發揮。”舒偉說,刮風下雨對這些風力敏感項目有著極大影響,更會導致能見度驟降,給運動員安全帶來極大隱患。因此,這兩套雷達系統就是測賽場上的風、云、霧、溫濕度等氣象條件的。
在亞冬會賽場,雷達系統如何發揮作用?先看地基遙感垂直觀測系統。它采用方艙結構設計,通過集成測風激光雷達、微波輻射計、毫米波測云儀、激光氣溶膠雷達等遙感設備,構建起從地面至高空不同高度的垂直大氣溫度、濕度、風向、風速、云、氣溶膠等連續觀測體系。
在遠望未來雷達調測中心區,記者見到拳頭產品測風激光雷達。它有著白色的外殼,體積感覺比酒店里的送餐機器人大不了多少。技術人員介紹,這款設備體積約1立方米,重約100公斤,與其他動輒數噸的氣象雷達相比,顯得小巧輕便。
舒偉介紹了該產品工作原理:首先發射激光,當激光遇到空氣中肉眼看不到的氣溶膠粒子后發生反射,反射光再被雷達接收,并從中提取氣溶膠粒子的運動信息,從而反演出風速、風向等內容。這些信息被即時傳輸給賽場上負責天氣預報的工作人員,為賽事提供精準的氣象支持。“該產品的風速探測精度在每秒0.5米以內,距離分辨率最小為15米,并且數據能實現一分鐘內更新一次。”
除了“成團”,一臺測風激光雷達還“獨秀”——被部署在空中技巧和U型池的賽道上,不僅能實時準確監測不同高度的水平風,還能掃描區域內的徑向風等信息。“實現從點到面監測賽場的風云變幻。”舒偉說。
再看強對流協同觀測及應用系統。該系統接入黑龍江省多部天氣雷達數據,對賽場周圍天氣輸出立體網格化數據,協同不同天氣雷達進行觀測,從而產生更全面、高精度、廣范圍的天氣探測數據。“探測范圍達到百米級,不僅能測到當下的氣象情況,還能助力預測未來發展方向和趨勢,為賽事提供更準確的數據支持。”舒偉說。
眾多“黑科技”保駕護航
這不是遠望未來的產品首次應用在重大體育賽事中。在北京冬奧會、第十四屆全國冬季運動會、成都大運會等賽場,都能看到“四川造”氣象雷達設備的身影。
這些產品的研發難點在于如何確保高精度。雷達設備對溫度尤為敏感,亞冬會賽場天寒地凍,低溫給設備帶來不小挑戰。
舒偉介紹,研發之初,公司就將產品標準定在工業級,并對產品的可靠性反復進行實驗室驗證,再進行廣泛的實際應用驗證。
比如,在北方干燥氣候下,空氣中的氣溶膠粒子濃度和分布可能不均勻,這對雷達探測能力提出考驗。“我們為此在硬件、軟件和算法上不斷進行優化,直到取得理想的探測效果。”舒偉表示,測風激光雷達需要發射激光,但激光的波長是肉眼看不見的,對運動員沒有影響。
目前,遠望未來的產品在全國范圍內已布網400多套,除了在重大賽事中提供保障,在人工影響天氣、水文監測、應急救災、低空氣象等更多領域也發揮著重要作用。
本次亞冬會上,還有不少“黑科技”保駕護航。鐳影Q20無人機化身“空中守護者”,協同鐳影機庫為亞冬會期間的高速交通安全提供智能化、全天候安全保障;8K技術被應用于短道速滑、花樣滑冰等項目中,將運動員在賽道上的風馳電掣、冰面上的優美旋轉盡收眼底。此外,還部署了5.5G網絡,將傳統5G網絡帶寬提升10倍、時延降低至1毫秒,使網絡信號傳輸更加高效快捷。(四川日報全媒體記者 寧寧)